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  • 毛天晖, 刘兆菲, 张振杰
    离子交换与吸附. 2025, 41(01): 1-13. https://doi.org/10.16026/j.cnki.iea.2024010041
    共价有机框架材料(COF)均孔树脂具有大比表面积、高化学稳定性以及易调节的孔结构(孔大小、孔形状、官能团),在吸附分离领域中展现出广阔的应用前景。文章总结了传统吸附分离树脂与COF均孔树脂的特点和区别,以及国内外COF均孔树脂的研究和产业化现状,分析了其大规模生产和成型过程中面临的主要技术挑战,并对COF均孔树脂的未来发展方向进行了展望,为进一步推动其产业化进程和市场应用指明了方向。
  • 王乐乐, 王潜, 李雷, 吕睿轩, 金朔, 杨景帅
    离子交换与吸附. 2024, 40(05): 366-375. https://doi.org/10.16026/j.cnki.iea.2024050366
    在120~200℃的操作温度范围内,高温质子交换膜燃料电池(HT-PEMFC)表现出了诸多优势,包括较快的电极反应动力学、较高的一氧化碳(CO)耐受性以及简化的热和水管理系统。HT-PEMFC的核心材料之一是高温质子交换膜(HT-PEM),其性能直接决定了燃料电池的整体表现及使用寿命。目前,以磷酸(PA)掺杂聚苯并咪唑(PBI)膜为代表的HT-PEM受到了广泛关注。文章首先阐述了PA掺杂型HT-PEM的传质机理,继而结合HT-PEM的发展历史,系统地总结了当前HT-PEM的主要类别。然后详细讨论了基于PBI的HT-PEM、含有主链碱性基团的非PBI类HT-PEM以及侧链含有碱性基团的HT-PEM的结构特性及其对性能的影响规律。最后,概述了HT-PEM领域当前面临的主要问题与挑战,旨在为高性能、低成本HT-PEM的设计与开发提供有价值的参考和启示。
  • 马骏洲, 王邹彪, 姚浩然, 陈亚, 石西昌
    离子交换与吸附. 2025, 41(02): 156-166. https://doi.org/10.16026/j.cnki.iea.2025020156
    偏钛酸锂(Li2TiO3)型锂离子筛是一种性能优良的锂离子吸附剂,但是人工合成的Li2TiO3为粉状材料,在工业应用过程中存在难过滤、溶损高等问题,而利用悬浮造粒技术对粉体成型可以解决这些问题。文章以苯乙烯和二乙烯苯为聚合单体,甲苯为致孔剂,将经过硅烷修饰的粉状Li2TiO3造粒成型为具有多孔结构的粒状钛系锂离子筛;研究了该锂离子筛在不同条件下的吸附性能,并对其吸附过程进行了动力学和热力学拟合分析。结果显示,该多孔钛系锂离子筛的最佳吸附环境p H为11,在最佳吸附条件下的平衡吸附容量为5.47 mg/g;其吸附动力学过程符合准二阶动力学模型,等温吸附过程符合Langmuir模型,对Li+的吸附过程是一种单层的化学吸附。在对玻利维亚盐湖卤水中的循环吸附实验中,其对Li+的吸附表现出较强的选择性,Li+与Mg2+、Na+的分离系数(■和■)分别为97.43和179.45,在多次循环吸附后仍然保持较为稳定的平衡吸附容量。
  • 尹任焰, 杨佳瑶, 王艺潼, 王宏鹏
    离子交换与吸附. 2024, 40(03): 255-263. https://doi.org/10.16026/j.cnki.iea.2024030255
    茶皂素具备多种生物活性,已被应用于各个领域,但现阶段提取出的茶皂素纯度较低,不利于进一步开发利用,故需要对其进行分离纯化。从18种大孔吸附树脂中筛选出纯化茶皂素性能最佳的树脂,分析其吸附热力学和吸附动力学特征,并考察其纯化前后体外抗氧化活性差异。结果表明,在18种大孔吸附树脂中,X-5型树脂对茶皂素的纯化效果是最佳的,其得率为(84.1±0.07)%;Langmuir等温吸附模型(R2>0.99)较Freundlich模型能够更好地拟合茶皂素在X-5型树脂上的吸附等温线;X-5型树脂对茶皂素的吸附过程属于自发进行、熵减、放热的物理吸附,更适于采用准二级动力学模型(R2>0.99)进行拟合;经X-5型树脂纯化后,茶皂素的纯度(24.18±0.3)%提升至(80.62±0.42)%,清除ABTS自由基、DPPH自由基的能力和总还原力分别是纯化前的1.63、1.61和1.57倍,说明纯化效果显著。
  • 耿玘薇, 班雅慧, 张剑铎, 季修文, 张珍坤
    离子交换与吸附. 2024, 40(03): 196-209. https://doi.org/10.16026/j.cnki.iea.2024030196
    由于具有诸多优异性能,金属有机框架(Metal-Organic Frameworks,MOFs)成为过去20多年中广受关注的材料之一。MOF材料在实验室水平上已经展示出很多领域的潜在应用前景,同时部分MOF材料已实现工业化量产。MOF材料当前及未来的研究重点是如何克服其内在的一些缺陷而实现规模化的实际应用。MOF与聚合物材料复合可以融合二者各自的材料特性,为迎接MOF大规模实际应用所面临的诸多挑战提供一定的解决方案。因此,MOF/聚合物复合材料的制备及其应用成为近几年的研究热点,文献报道了多种思路来制备功能各异的MOF/聚合物复合材料。文章总结了当前制备这类材料的主要策略及各自存在的问题,涵盖MOF粉体与聚合物材料直接共混后加工制备的各种形态的复合材料,如混合基质膜、复合树脂球以及纳米纤维复合材料等;将MOF的前体引入聚合物本体材料中原位合成MOF;在聚合物基底上合成MOF材料来构建聚合物支撑的MOF薄膜、纤维以及核壳结构的颗粒状复合材料等。
  • 王忠影, 陈树梁, 李鑫容, 赵莉, 林玥, 字富庭, 胡显智
    离子交换与吸附. 2024, 40(03): 246-254. https://doi.org/10.16026/j.cnki.iea.2024030246
    以三苯基膦(TPP)、氯甲基化聚苯乙烯微球(PS-Cl)为原料,通过一步法制备了用于回收硫代硫酸盐浸金体系中Au(I)的季鏻化微球(PS-QP)。文章探究了硫代硫酸盐溶液性质对PS-QP吸附Au(I)的影响,用FT-IR、SEM-EDS、XPS对样品进行表征,探讨Au(I)在PS-QP表面的吸附机理。结果表明:PS-QP对Au(I)的吸附几乎不受pH值(pH=6~11)影响;PS-QP吸附Au(I)的过程符合准二级动力学和Langmuir模型,理论负载量为23.7 mg·g-1,与实际负载量(23.5 mg·g-1)相近;PS-QP表现出良好的循环性能和实际使用效果,经5次吸附—解吸循环后对Au(I)单次负载量为7.0 mg·g-1,在实际浸出液中Au(I)单次吸附率达91.7%。PS-QP吸附Au(I)的机理为溶液中的Au(S2O323-与PS-QP的Cl-发生阴离子交换,以实现Au(I)在PS-QP上的富集。pH值、硫代硫酸盐浓度对负载量影响较小,吸附、解吸对PS-QP的强度无明显影响,在硫代硫酸盐提金工艺中具有良好的实际应用潜力。
  • 张莉, 娄玉峰, 蓝靖, 刘兆明, 傅荣强, 张治磊, 张盼
    离子交换与吸附. 2024, 40(04): 330-338. https://doi.org/10.16026/j.cnki.iea.2024040330
    作为影响电容器性能的关键材料,化成箔在腐蚀工段会产生大量含有Al3+的硝酸废液,直接排放会导致资源浪费和严重的环境污染。针对硝酸废液中Al3+回收率不高、残液体积大的问题,采用多级“扩散渗析+电渗析”的离子膜集成工艺资源化回收铝箔腐蚀废酸液。研究了进水进料流量、实验时间对扩散渗析工段和电渗析工段中回收酸浓度、酸回收率和Al3+截留率的影响。实验证明,在扩散渗析工段,酸回收浓度和酸回收率随着进水进料流量增大而降低,Al3+截留率随着进水进料流量增大而提高;在电渗析工段,随着实验进行,硝酸回收率迅速升高,平均电流效率和Al3+截留率呈下降趋势。经过“扩散渗析+电渗析”多级处理工艺后,99.2%的硝酸被回收利用,83.6%的硝酸铝被截留作为副产品出售,回收的低电导率淡化水和蒸发水用于铝箔清洗工段、接收水,实现了化成箔废液高效分离回收、工业水循环使用和含氮废水近零排放,为膜集成工艺在铝箔化成废酸处理中的规模化应用奠定了基础。
  • 胡颖一, 王鸿
    离子交换与吸附. 2024, 40(05): 355-365. https://doi.org/10.16026/j.cnki.iea.2024050355
    聚电解质多孔膜具有带电荷的特性和丰富的孔结构,在膜科学领域有巨大的应用价值。聚离子液体是指由离子液体单体聚合生成的聚合物,兼具离子液体和聚合物的优良性能,是近年来发展迅速的一类新型功能聚电解质。相比传统聚电解质,聚离子液体具有可调节的亲疏水性和可设计的结构,这些功能特性赋予其在功能聚电解质(纳米)多孔膜领域良好的应用前景。文章综述了功能聚离子液体多孔膜的制备方法,重点阐述了聚离子液体多孔膜相关工作的最新研究进展及其在吸附/分离、传感驱动、能量转换和功能性涂层等方面的应用,并对该领域的未来发展方向进行了展望。
  • 冯逸鑫, 翁佳丽, 叶嘉烘, 李燕, 张磊
    离子交换与吸附. 2024, 40(05): 429-434. https://doi.org/10.16026/j.cnki.iea.2024050429
    利用头发多功能测试系统分别对含聚季铵盐-22 plus的洗发水、含聚季铵盐-37 plus的洗发水以及不含聚季铵盐的洗发水进行干、湿梳理性能测试,摩擦系数测试,头发体积测试,评价聚季铵盐-22 plus及聚季铵盐-37 plus对洗发水梳理性能、顺滑性能和蓬松性能的提升效果。经过实验发现,含聚季铵盐-22 plus洗发水与不含聚季铵盐洗发水对比,其干梳理性能提升了47.1%,湿梳理性能提升了50.1%,摩擦系数降低了13.5%,蓬松做功提高了14倍;含聚季铵盐-37 plus洗发水与不含聚季铵盐洗发水对比,其干梳理性能提升了45.5%,湿梳理性能提升了52.5%,摩擦系数降低了18.1%,蓬松做功提高了17.5倍。结果表明,聚季铵盐-22 plus及聚季铵盐-37 plus作为发用调理剂添加到洗发水中,对头发具有滋养(改善头发梳理性及头发顺滑度)和改善头发蓬松度的作用,进而为上述2款聚季铵盐在洗发水中的应用拓展提供有效的数据支撑。
  • 赵传壮, 关欣, 王格格, 陈欣然
    离子交换与吸附. 2024, 40(05): 435-440. https://doi.org/10.16026/j.cnki.iea.2024050435
    高分子物理课程是培养学生科学精神、创新意识、工匠精神和工程伦理的良好载体。文章提出了“阶梯式能力培养+闭环式价值培养”的思政融合教学设计思路,将科学趣闻、工程案例和科技前沿等带入课堂,将专业能力培养和价值塑造有机结合,达到了“学有所感,学有所思,学有所悟”的教学效果,为理工科专业课程的思政融合教学提供了新的思路。
  • 李炜, 黄清, 孙有坤, 王旭磊, 罗青, 吴中杰, 隽永龙, 刘团伟
    离子交换与吸附. 2025, 41(02): 167-172. https://doi.org/10.16026/j.cnki.iea.2025020167
    电力工业制水用水过程中产生的垢样与污泥主要成分为Mg2+、Ca2+、Fe2+、Fe3+等。为控制垢样产生,文章设计合成了一类聚(甲基丙烯酸甲酯)-(二甲基丙烯酸乙二醇酯)共聚物P(MMA-co-EGDMA)纳米微球,并对比考察了P(MMA-co-EGDMA)纳米微球、线性聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、商业化钙镁螯合树脂随温度变化对Mg2+、Ca2+的吸附曲线,及其对产生的垢样污泥总量与成分的影响。实验结果表明,P(MMA-co-EGDMA)纳米微球可用于电厂用水过程中控制垢样污泥的产生,能够有效降低钙镁垢样污泥总量,有利于系统正常安全运行。
  • 何涛, 李英茹, 王大铮, 王春红
    离子交换与吸附. 2025, 41(02): 87-102. https://doi.org/10.16026/j.cnki.iea.2025020087
    多孔碳吸附剂凭借其大比表面积、丰富的孔隙结构、可调控性强和环境友好等特点在废水处理、气体吸附和储存等环境修复领域具有广阔的应用前景。木质素是自然界储量丰富的天然高分子聚合物,具有含碳量高、成本低廉且可再生的优点,是优质的多孔碳材料生物质前驱体。木质素基多孔碳材料前驱体和制备方法的选择、形貌设计等,都是影响最终碳材料结构和性能的重要因素。文章主要综述了木质素基多孔碳吸附剂的制备方法及其在水处理与净化、气体吸附和存储等领域的应用研究现状,总结了当前木质素基多孔碳吸附剂面临的问题与挑战,并对其未来研究方向做了进一步展望。
  • 刘玉操, 袁靓, 尚轲, 袁晓燕
    离子交换与吸附. 2024, 40(06): 458-468. https://doi.org/10.16026/j.cnki.iea.2024010013
    硫辛酸是广泛存在于生物体中的小分子物质。因具有较低的熔点(60~62℃),硫辛酸结构中的二硫戊环易受热发生开环聚合,所得到的聚合物主链含有动态二硫键,可表现出动态特性。硫辛酸分子中的端羧基可以通过一系列化学反应,得到对应的硫辛酸衍生物,这有助于拓展硫辛酸在生物医学中的应用。硫辛酸及其衍生物也可通过自由基机理参与聚合反应生成聚合物。文章从药物递送、动态材料和硫辛酸-蛋白质(或糖类)偶联物等3个方面总结了硫辛酸衍生聚合物相关研究的最新进展,为硫辛酸在生物医学中发挥更大作用提供思路。
  • 王淑芳, 丁丹, 周卫红, 王坚
    离子交换与吸附. 2024, 40(06): 516-519. https://doi.org/10.16026/j.cnki.iea.2024060516
    如何将思政元素融入专业课教学,在引领学生成长成才中践行专创融合理念,是目前高校教育教学改革的重点和难点。文章就南开大学生命科学学院“生物工程下游技术”课程内容设计、课程组织及教学举措、成绩评定方式和教学效果等方面展开分析课程组教师的教学体会。目的在于落实立德树人的根本任务,强调高校专业课教学应注重学生们在创新实践中的成长与发展,回归和突出育人本质。
  • 刘下国, 邱大燕, 周安益
    离子交换与吸附. 2025, 41(01): 83-86. https://doi.org/10.16026/j.cnki.iea.2025010083
    江苏省泗洪县地处江淮生态经济区,生态资源禀赋非常突出,作为全国首批、全省首家“绿水青山就是金山银山”实践创新基地,泗洪县主动融入宿迁市建设“江苏生态大公园”大局,坚定不移走生态优先、绿色发展之路,稳步开展生态修复工作,在建立健全生态产品价值实现机制中不断探索生态修复“治理+开发”模式。本文以泗洪县为例,开展了泗洪县“绿水青山就是金山银山”转化的经验模式研究,探索形成一批具有泗洪特色、可复制可推广的“绿水青山”转化成“金山银山”的现实路径,为泗洪县积极践行“两山”理论,创新“生态+特色”产业融合发展模式,构建生态产品延伸市场链,坚持走“生态经济化、经济生态化”的发展道路,为全国“两山”理论实践积累经验、提供示范提供技术支撑,真正让泗洪县人民群众获得了实实在在的“生态福利”。
  • 姜海涛, 何涛, 王春红
    离子交换与吸附. 2025, 41(01): 64-72. https://doi.org/10.16026/j.cnki.iea.2025010064
    球形碳材料具有表面均匀光滑、机械强度高、耐磨性好等特性,十分适用于柱式操作,近年来在CO2分离领域表现出广阔的应用前景。多孔碳在高温条件下的吸附量出现明显下降,需要在碳骨架上引入金属位点以增强其对CO2的吸附结合力。为避免碳化过程中的金属粒子聚集,文章选用天然多糖壳聚糖,利用其能与金属离子形成稳定配位聚合物的特性,在前体中补充交联结构,使其在碳化过程中形成玻璃态结构并最终转化为介孔部分;同时稳定金属粒子以提升多孔碳的吸附性能,并提高多孔碳的强度。所得球形碳单粒压碎强度为4.30 N,粒径为400μm,比表面积为884 m2/g,N含量为2.27at%,负载有25 nm的Cu纳米颗粒,负载量为1.05at%,常温下对CO2吸附的选择性系数为39.4,高温下对CO2的吸附量为1.93 mmol/g。
  • 吕道飞, 李永涛, 陈俞谷, 李翠诗, 欧梦如, 张柔, 林天麟, 周坪骏, 李炅峰, 苏江尚, 柳泽伟, 许锋, 彭俊洁, 王勋, 陈忻
    离子交换与吸附. 2025, 41(01): 73-82. https://doi.org/10.16026/j.cnki.iea.2025010073
    石油化工行业分离汽油中的C6烷烃异构体有利于提高汽油的辛烷值,但在常温常压下高效分离C6烷烃异构体是一个极大的挑战。文章以4-吡啶甲酸为有机配体,制备了金属有机框架材料Ni(IN)2,并探究该材料的稳定性及其对正己烷(nHEX)、3-甲基戊烷(3MP)和2,2-二甲基丁烷(22DMB)的吸附性能。实验结果表明,Ni(IN)2具有良好的热稳定性,能在650 K的高温下保持结构稳定;在298 K、10 kPa条件下,Ni(IN)2对nHEX的吸附量可达1.92 mmol/g;Ni(IN)2对nHEX/3MP和nHEX/22DMB的热力学吸附选择性分别达到105和1010,对nHEX/3MP、nHEX/22DMB、3MP/22DMB的动力学选择性分别为6.8、71.2、10.5。本研究结果表明Ni(IN)2材料是一种极具发展潜力的吸附剂,可用于C6烷烃异构体的分离。
  • 刘下国, 周安益, 吴事典, 李嘉诚, 李凯
    离子交换与吸附. 2024, 40(01): 91-98. https://doi.org/10.16026/j.cnki.iea.2024010091
    近年来,纳米零价铁(Nanoscale zerovalent iron, NZVI)因高还原性、高比表面积等优点被广泛应用于去除水中Cr(Ⅵ)的研究。本文采用壳聚糖改性后的硅藻土(CDt)对NZVI进行负载制备了硅藻土负载型纳米零价铁(NZVI-CDt),并对其去除水中Cr(Ⅵ)的条件进行了响应面法优化。以负载比(CDt与NZVI的质量比)、温度、反应时间以及反应溶液pH值为4个响应因素,以水中Cr(Ⅵ)的去除率为响应值进行了四因素三水平的响应面实验设计(Box-Behnken Design, BBD),建立了响应面模型。分析结果表明:模型在整个回归区域内拟合度好,4个因素对Cr(Ⅵ)去除率的影响是显著的(F值为146.83),影响顺序为溶液p H值>负载比>反应时间>温度。通过模型优化得到最佳去除条件为:负载比3∶1,温度30℃,反应时间35 min,pH=4,且预测的Cr(Ⅵ)最高去除率为97.81%。通过3组平行实验对模型的预测结果进行验证,得到预测值高于实际值且绝对误差为1.93%,说明预测值与实际值的拟合度较好。通过该研究优化了NZVI-CDt去除水中Cr(Ⅵ)的反应条件,为NZVI-CDt的实际应用提供了数据支持和理论依据。
  • 李如羿, 李悦, 郭东升
    离子交换与吸附. 2024, 40(01): 14-36. https://doi.org/10.16026/j.cnki.iea.2024010001
    水污染已对人类健康和生态系统构成了严重的威胁。很多污染物,包括重金属、染料、抗生素等在水体中以离子形式存在。吸附被认为是去除离子污染物的有效手段之一,但目前针对离子污染物的吸附剂在吸附容量、强度以及速率上还难以满足工业化净水要求。近年来,有机大环分子在离子识别领域表现出独特优势。大环分子上丰富的氧、氮原子,可与离子产生静电吸引、配位、氢键等相互作用;其疏水空腔可进一步通过离子-π作用、π-π作用、疏水作用等增强与有机离子的结合能力。因此,将大环分子引入吸附剂有望改善离子吸附性能。本文对近3年来关于大环吸附剂的工作进行总结。本文将分别对大环基多孔有机聚合物和大环修饰固态材料两类主要的大环吸附剂进行介绍。本文不仅归纳这两类材料的构筑方法,而且介绍其典型代表在吸附金属离子、非金属离子以及有机离子中所表现的应用性能。本文在结尾对该领域的发展现状以及所面临的挑战进行了简要的总结与展望。
  • 鲁炯呈, 黄雯, 贾永光, 蔡莉莉
    离子交换与吸附. 2024, 40(01): 37-47. https://doi.org/10.16026/j.cnki.iea.2024010037
    胆固醇是人体内必不可少的一种脂质分子,在人体的代谢过程中发挥着至关重要的作用。机体内胆固醇淤积往往与动脉粥样硬化、C型尼曼匹克氏症等疾病的发生密切相关,但现今药物的副作用以及禁忌症给临床治疗带来了诸多不便。β-环糊精是一种能够识别胆固醇的天然大环分子,其与胆固醇之间的主客体相互识别作用可用于胆固醇的特异性吸附与清除。在本综述中,我们总结了近年来基于β-环糊精主客体识别作用的胆固醇吸附剂的制备方法、设计原理及研究现状,展现了β-环糊精作为功能吸附基团在治疗高胆固醇相关疾病应用上的巨大潜力。
  • 王舒瑜, 裴宪, 任悦, 邱方程, 宋玉锋, 常海, 吴云
    离子交换与吸附. 2025, 41(03): 214-225. https://doi.org/10.16026/j.cnki.iea.2025030214
    纳米塑料(NPs)是一种新型环境污染物,它由微塑料进一步分解产生。与微塑料相比,NPs粒径更小、比表面积更大,更容易吸附环境中的多环芳烃和重金属等污染物,加之其体积小、质量轻,极易大面积扩散,使毒性加剧。NPs的存在严重威胁着人类健康以及整个生态系统的稳定,因此,去除NPs迫在眉睫。目前,NPs的去除方法是环境领域的研究热点和难点,主要有物理、化学、生物3大类,其中物理法因简单易行、成本低廉、再生性能好、适用范围广而备受关注。文章综述了物理法去除纳米塑料的研究现状,系统地介绍了现有方法对NPs的去除作用,为水环境中NPs的去除提供了参考,并对未来的研究方向提出了展望。
  • 佟埝, 柴琳琳, 高帅兵, 赵旭, 高凯, 娜孜叶尔克·叶尔波力, 麦热姆·图尔荪, 肖开提·阿布力孜
    离子交换与吸附. 2025, 41(03): 208-213. https://doi.org/10.16026/j.cnki.iea.2025030208
    文章利用柠檬酸对沙漠砂(Desert Sand,DS)进行湿法修饰,将修饰沙漠砂(Modified Desert Sand,MDS)作为吸附剂,基于原子吸收光谱(AAS)研究MDS对Cd(Ⅱ)的静态吸附行为并优化吸附条件。利用扫描电镜(SEM)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)对沙漠砂修饰前后的表面形貌和官能团进行观察和表征。结果表明,柠檬酸修饰使沙漠砂表面形貌发生变化的同时增加了其官能团数量,MDS对Cd(Ⅱ)的吸附性稍优于原沙漠砂。通过Langmuir和Freundlich等温式进行拟合发现,Langmuir吸附模型更符合MDS对Cd(Ⅱ)的吸附行为。在室温下,溶液pH为6,吸附时间为120 min时吸附率可达到83%,修饰前后沙漠砂对Cd(Ⅱ)的饱和吸附量分别可达到13.0 mg/g和15.6 mg/g。
  • 邹景兰, 练紫欣, 滑熠龙
    离子交换与吸附. 2025, 41(03): 181-189. https://doi.org/10.16026/j.cnki.iea.2025030181
    纳米零价铁(nZVI)具有反应活性强、选择性好、易功能化的特点,是一种优良的铀吸附剂,但其在矿区含铀废水的处理中仍然面临着易氧化、稳定性差和活性位点有限的问题。为了提高其稳定性,同时增加其活性位点,本研究制备了纳米零价铁氮掺杂碳纳米纤维(nZVI@NCNFs),并结合更有利的电化学供电方法,优化操作参数来提升其除铀性能。结果表明,本研究所制备的nZVI@NCNFs的抗氧化性和稳定性明显提高;采用电化学脉冲法时,在频率为100Hz、电位为-0.8V和0V交替的条件下,实现了矿区废水中铀的高效提取,6h内电化学脉冲法的铀去除率可达95%,其吸附速率是同等条件下电化学恒电位法的3倍,是物理化学吸附法的6倍;且nZVI@NCNFs具有良好的长期稳定性,15次循环实验后nZVI@NCNFs材料的铀吸附容量可达729mg/g。本研究提供了一种电极材料和高效电化学技术相结合的策略,也为其他金属资源的回收提供了参考。
  • 薛云, 王玉霞, 张新歌
    离子交换与吸附. 2025, 41(02): 150-155. https://doi.org/10.16026/j.cnki.iea.2025020150
    细菌生物被膜可诱导牙周组织产生慢性炎症,主要表现为牙周袋形成、牙槽骨吸收和牙齿松动等,严重影响人类的健康。临床治疗牙周炎主要采用机械洁牙/根面平整术、外科手术以及全身或局部施用抗菌药物等策略,但治疗效果不理想,易复发。重塑牙周菌群微环境是治疗牙周炎的一项重要措施。针对牙周治疗药物在牙周袋内滞留时间短,难以达到有效治疗效果这一问题,文章依据牙周组织结构的特征和细菌感染的病理特征,以N-乙酰-D-甘露糖胺为益生元,PLGA-PEGPLGA为载体,构建了重塑菌群稳态的温敏活性水凝胶。该活性水凝胶可适应牙周复杂的环境和不规则的形状,体外稳定释放长达8 d,延长了药物滞留时间。当N-乙酰-D-甘露糖胺的浓度为1 mol/L时,可有效促使多物种生物被膜有益菌的含量增加,高达94%,实现了菌群稳态的重塑,为细菌引起慢性炎症的治疗提供了新借鉴。
  • 王斌, 马明国
    离子交换与吸附. 2025, 41(02): 142-149. https://doi.org/10.16026/j.cnki.iea.2025020142
    咯菌腈是典型的保护性杀菌农药,适用于小麦、玉米、棉花、大豆、水稻、油菜等作物的腥黑穗病、立枯病、黑斑病、枯萎病防治,其通过抑制葡萄糖磷酰化转移抑制真菌菌丝体生长,最终导致病菌死亡,在农业生产中具有重要的应用价值。木质素磺酸盐具有优异的分散性,是农药制剂的重要分散剂,有助于提高农药制剂使用效果,减少农药制剂的用量。文章以水解液木质素为原料制备了3种木质素磺酸盐分散咯菌腈杀菌剂,比较研究了3种木质素磺酸盐对咯菌腈杀菌剂性能的影响,利用抑菌环实验和平板涂布计数比较研究了3种木质素磺酸盐分散咯菌腈的抑菌性能,探索了其对西瓜霜霉病菌菌丝生长抑制效果和对葡萄灰霉病田间药效试验效果,以期为木质素磺酸盐分散剂在保护性杀菌剂咯菌腈中的应用提供参考。研究结果表明,木质素磺酸盐C浓度为3%~5%时,基于木质素磺酸盐的咯菌腈的Zeta电位绝对值>30 mV,具有较好的分散性和稳定性;木质素磺酸盐分散咯菌腈对葡萄灰霉病田间药效试验效果明显,推荐木质素磺酸盐C添加量为5%。
  • 胡伟珍, 于昕仪, 姜锦珊, 王淑芳
    离子交换与吸附. 2025, 41(02): 129-141. https://doi.org/10.16026/j.cnki.iea.2025020129
    肌腱损伤会严重影响人们的生活质量,而肌腱修复过程中常会引发肌腱粘连这一并发症,且目前并无有效的治疗方案。目前的防治方法大多以口服药和手术为主。研究发现,炎症反应、细胞行为、生长因子等都会影响肌腱粘连的形成。近年来,随着对肌腱愈合机制研究的不断深入以及材料科学的发展,肌腱损伤修复及肌腱粘连防治取得重大进展。文章介绍了肌腱愈合的过程,讨论了目前肌腱修复过程中防治肌腱粘连的各种手段,以期为临床防治提供参考。
  • 刘智明, 孙平川
    离子交换与吸附. 2025, 41(02): 114-128. https://doi.org/10.16026/j.cnki.iea.2025020114
    吸附法是用于污染物处理最常见的方法,被广泛运用于空气和水资源的污染处理。作为多孔有机聚合物的典型代表,共轭微孔聚合物(CMPs)由具有共轭效应的芳香基团通过共价键连接形成。CMPs不仅将优异的孔隙特性与共轭结构完美地结合起来,而且具有较高的稳定性和多样化的合成策略,已被广泛应用于污染处理和能源转化等领域。文章综述了CMPs的合成和制备方法,并介绍了CMPs在污染物处理中的应用,特别是CMPs对二氧化碳和碘蒸汽等气体污染物的吸附以及水体中重金属等污染物处理的研究进展,最后总结并概述了该领域未来的研究和发展方向。
  • 高凯燕, 王羽洁, 韩立秦, 徐珊姗, 朱兴祺, 双陈冬, 李爱民
    离子交换与吸附. 2024, 40(06): 441-449. https://doi.org/10.16026/j.cnki.iea.2024010009
    水中天然有机物以及各类新污染物会对水生态环境和人类健康造成威胁,这些污染物的去除是水处理的重要研究方向。吸附与离子交换是一种常见的水处理方法,但该方法会产生大量固体废物,或因再生产生大量浓液,在增加处理成本的同时,仍然存在污染物释放的风险。近年来,一些学者提出的生物离子交换(BIEX)工艺,能够协同发挥离子交换、吸附和生物降解的作用去除水中的天然有机物和多种新污染物。研究发现,BIEX工艺能够长期运行,通过二次离子交换和生物作用净化水质,对地表水中天然有机物的去除率可达30%~80%,对布洛芬、咖啡因、雌二醇等新污染物的去除率达60%~100%,极大地避免了传统离子交换树脂运行过程中再生化学药剂的使用和再生废液的产生。文章总结了近年来BIEX工艺在运行效果和作用机制方面的研究。
  • 翁佳丽, 冯逸鑫, 王佳丽, 李燕, 张磊
    离子交换与吸附. 2024, 40(06): 505-510. https://doi.org/10.16026/j.cnki.iea.2024060505
    为有效解决油包水护肤乳霜长期以来存在的高低温稳定性差、难以制备等行业关键性技术难题,研究在油包水乳霜中使用功能阳离子型油包水乳化剂作为主要乳化剂,提升油包水乳霜高低温稳定性。功能阳离子型油包水乳化剂具有增加油包水乳化界面厚度和提升乳化界面致密性的作用,乳化、稳定性能强大,通过对其所制备的油包水乳霜分别进行高低温稳定性测试、显微镜观察、粘度测试和肤感评测,验证其性能。结果显示,功能阳离子型油包水乳化剂制备的油包水乳霜,在总油脂质量分数<18%的前提下,油包水乳霜高低温稳定性均通过测试,且油脂含量越高,料体稠度越高;通过显微镜观察,油包水腔室保持完整,粒径分布均匀,长期稳定性具有良好保障。阳离子型聚合物在乳霜中的应用,带来了柔软、顺滑的肤感,配合调整油包水乳霜配方中油脂的种类及比例,使得制备的阳离子型油包水乳霜肤感与水包油乳霜接近,解决了油包水护肤品肤感黏腻的问题,为油包水乳霜在护肤行业的进一步发展奠定了扎实的基础。
  • 陈佑宁, 张润浦, 黄金鸿, 王敏
    离子交换与吸附. 2024, 40(06): 492-497. https://doi.org/10.16026/j.cnki.iea.2024060492
    文章以农业废弃物南瓜皮(PP)为原材料,采用H2O2对其进行改性,制备了氧化南瓜皮(OPP)生物吸附剂。采用红外光谱、X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)对改性前后的吸附剂进行表征,研究OPP对Cu(Ⅱ)和Pb(Ⅱ)的吸附性能。结果表明:OPP对于Cu(Ⅱ)和Pb(Ⅱ)的吸附量明显增加,在pH值为5时,对Cu(Ⅱ)和Pb(Ⅱ)最大吸附量分别为238.09 mg/g和338.98 mg/g,Cu(Ⅱ)和Pb(Ⅱ)的吸附等温线均符合Langmuir吸附等温模型,说明吸附过程为单分子层吸附,2种金属离子的吸附动力学均符合准二级动力学方程。经过5次吸附-解吸循环实验,OPP的吸附量没有发生显著变化,表明OPP具有良好的重复使用性能,在重金属废水的处理中有潜在的应用前景。
  • 黄慧星, 杨昀菲
    离子交换与吸附. 2024, 40(06): 511-515. https://doi.org/10.16026/j.cnki.iea.2024060511
    文章依据国家标准《饮用水中450种农药及相关化学品残留量的测定液相色谱-串联质谱法》(GB/T 23214—2008),以实例介绍超高效液相色谱-串联质谱法(LC-MS/MS)测定饮用水中西草净含量的不确定度评定。计算平均浓度为5.14μg/L的西草净饮用水样品的合成不确定度及标准不确定度,通过各分量的不确定度计算结果,得出其不确定度贡献主要来源于标准溶液配制过程引入的不确定度、标准曲线拟合引入的不确定度,贡献率分别为42%与28%。最终饮用水中西草净含量的结果为(5.14±0.5)μg/L,k=2。
  • 邹雨翀, 陈伟鹏, 麦耀舜, 王伟, 夏勇, 周欣
    离子交换与吸附. 2025, 41(01): 27-45. https://doi.org/10.16026/j.cnki.iea.2024010018
    作为全球消耗量最大的塑料之一,PET (聚对苯二甲酸乙二醇酯)在食品包装、饮料瓶、纺织品、建筑等领域得到广泛应用。然而,PET不断增长的废弃物排放给环境可持续发展带来压力。与焚烧或降解为CO2的技术相比,将PET氢解为化工原料并实现高值利用的催化氢解技术近年来受到关注。该技术可在实现废弃物资源化利用的同时带来经济效益。目前,催化氢解技术尚未投入工业应用,其面临的主要挑战在于关键催化材料的催化性能和制备成本。因此,发展高性能催化剂是实现催化氢解技术工业应用的关键。文章综述了PET催化氢解技术的发展现状,特别是关键催化材料的研究进展,归纳了主要催化剂的设计策略,在此基础上探讨了高效PET催化氢解材料的未来发展方向,以期为PET催化氢解技术的进一步发展提供支持。
  • 郑吉富, 李胜海, 张所波
    离子交换与吸附. 2025, 41(01): 14-26. https://doi.org/10.16026/j.cnki.iea.2025010014
    阴离子交换膜(AEMs)作为核心部件已被广泛应用于燃料电池、电解槽以及液流电池等多种能源转化与存储器件中,其性能直接影响这些电化学器件的性能。虽可以通过控制聚合物骨架结构以及离子基团在聚合物结构中的相对位置和分布等因素对AEMs的微相分离结构和性能进行调控,但AEMs材料通常存在多种降解途径,其离子传导率与吸水率或尺寸稳定性也存在Trade-off关系,发展综合性能优异的AEMs材料极具挑战性。文章以芴及其衍生的结构基元为核心,详细介绍了芴基结构修饰策略及其衍生物制备、芴基阴离子交换膜的聚合方法,以及芴基阴离子交换膜的微纳结构调控。文章聚焦高性能芴基AEMs新的发展趋势,尤其是近年来发展迅速的超酸催化体系制备主链非醚键的芴基AEMs材料,旨在为高性能AEMs材料的结构设计和性能调控提供参考和借鉴。
  • 潘章超, 邹明明, 王勇
    离子交换与吸附. 2024, 40(01): 72-80. https://doi.org/10.16026/j.cnki.iea.2024010072
    考察不同类型大孔树脂吸附裸花紫珠苯乙醇苷的动力学与热力学特性,为该类化合物的分离纯化提供参考。以吸附率、解吸率为综合评价指标,通过静态吸附-解吸附试验从6种大孔树脂中筛选出最适合纯化裸花紫珠苯乙醇苷类成分的大孔树脂类型,建立大孔树脂纯化裸花紫珠苯乙醇苷的吸附动力学模型和等温吸附模型,探究其吸附过程。根据初步筛选结果,选择SP-827、SP-207和X-5型大孔树脂进一步考察,3种树脂具有大致一样的吸附过程:0~60 min为快速吸附阶段;60~360 min为缓慢吸附阶段;360~1080 min为吸附平衡阶段。准二级动力学方程能很好地模拟3种型号的大孔树脂对裸花紫珠苯乙醇苷的吸附动力学过程,吸附速率受液膜扩散和颗粒内扩散共同影响;Langmuir模型和Freundlich模型都能较好地拟合吸附等温线数据,3种类型的大孔树脂对裸花紫珠苯乙醇苷都具有良好的吸附性能,吸附过程属于“优惠吸附”。动力学模型与热力学模型都能很好地拟合这3种类型大孔树脂纯化裸花紫珠苯乙醇苷的吸附过程,其中国产树脂X-5可以用来代替进口树脂SP-825或SP-207用于裸花紫珠苯乙醇苷类成分的分离和纯化研究,也是纯化裸花紫珠苯乙醇苷类成分性能良好的树脂。
  • 宋秀停, 高葛祥, 姜清艳, 张慧敏, 陆逸雯, 刘琦
    离子交换与吸附. 2024, 40(01): 81-90. https://doi.org/10.16026/j.cnki.iea.2024010081
    过渡金属配位聚合物的结构中包含具有氧化-还原活性的过渡金属离子或原子簇,还可以包含具有氧化-还原活性的有机配体,这些特征使其具有作为高性能超级电容器电极材料的应用潜力。本文通过简单的溶剂热反应合成了一种镍基配位聚合物Ni-PAD (PAD=N,N′-二(1,2,4-三唑基)均苯四甲酰二亚胺),并首次研究了它作为超级电容器的电极材料的性能。研究结果表明:三电极体系下,Ni-PAD电极展示了高的放电比容量,较高的倍率性能和较好的循环稳定性。在1 A·g-1电流密度下和1M KOH溶液中,其比电容最大可达1145 F·g-1。在2 A·g-1的电流密度下,循环1000次以后的电容保持率为43%。在1 A·g-1下,由Ni-PAD和还原性氧化石墨烯(rGO)构筑的不对称超级电容器的能量密度和功率密度分别为28.13 Wh·kg-1和0.76 kW·kg-1。良好的超电容性能与Ni-PAD结构中含有氧化-还原活性的镍离子和配体,以及小尺寸的纳微米粒子有关。
  • 吴宇, 李晓晖, 高辉
    离子交换与吸附. 2024, 40(01): 48-60. https://doi.org/10.16026/j.cnki.iea.2024010048
    两性离子水凝胶是一类含有两性离子聚合物的凝胶材料,其分子结构中的阴阳离子基团能与水分子紧密结合,形成致密的水合层。这种静电诱导水合作用使得两性离子水凝胶具有极低的生物黏附性,能有效抵抗非特异性蛋白、细胞、细菌等的黏附,具有极低的免疫原性。这些特性使得两性离子水凝胶在生物医用领域有广阔的应用前景。本综述首先介绍了两性离子水凝胶的结构及性质,然后概述了其分类和制备方法,并进一步总结了其在组织工程、药物载体、创伤敷料、生物传感器、医疗器械水凝胶涂层等生物医学领域中的应用。最后展望了两性离子水凝胶未来的发展方向。
  • 刘昊林, 姜皓瀚, 程士, 李爱民
    离子交换与吸附. 2024, 40(02): 99-114. https://doi.org/10.16026/j.cnki.iea.2024020099
    单分散聚合物微球是指尺寸均一的聚合物球状粒子,其粒径从亚微米级到毫米级不等,因具有均一的物理化学性能,在环境保护、分析化学、免疫医学、信息通信、标准计量、载体催化、液晶显示及微电子等诸多高新技术领域显示了极大的应用潜力。在过去的30年里,人们在单分散微球的制备方法、功能改性及应用等方面进行了深入的研究与总结,结合目前报道的单分散聚合物微球制备方法,文章根据加工过程的不同综述了加工成型法、聚合成型法,及其主要代表方法,同时介绍了近年单分散聚合物微球的功能化研究进展,包括官能化微球和磁性聚合物微球等;然后总结了单分散聚合物微球现阶段在分析化学和水处理领域内的应用;最后对单分散聚合物微球的制备方法趋势及发展前景进行了展望。
  • 张军, 林涛海, 葛庆, 张钢强, 张美丽
    离子交换与吸附. 2024, 40(02): 165-174. https://doi.org/10.16026/j.cnki.iea.2024020165
    多孔配位聚合物因结构可调,比表面积大,选择性、稳定性及可重复性优异,作为吸附剂在去除废水染料方面引起了研究人员的广泛关注。利用柔性间苯二乙酸(mpda)、刚性三咪唑苯(tib)合成配位聚合物[Ni(tib)(mpda)(H2O)2]·H2O。在[Ni(tib)(mpda)(H2O)2]·H2O的结构中,tib配体作为三节点与Ni(Ⅱ)离子配位形成2D网格面,顺式mpda以端基式附着在2D网格面上,再通过mpda的未配位羧基O与配位水分子之间O—H…O相互作用(O0…O3 0.2624 nm,∠O5—H5A…O2=155.41°)形成三维超分子网络结构。同时对[Ni(tib)(mpda)(H2O)2]·H2O的热稳定性、相纯度和比表面积进行了检测,发现晶体基本骨架在316℃以下稳定,晶体材料相纯度高,比表面积和平均孔径分别为58 m2/g、15.47 nm,可作为稳定的吸附剂。在水体系中利用[Ni(tib)(mpda)(H2O)2]·H2O对甲基橙染料进行吸附去除,吸附量为18.64 mg/g。吸附数据与Langmuir模型和拟二级动力学方程具有更高的拟合程度,以此可判断吸附过程为单层化学吸附;当pH=4时,吸附阴离子型染料-甲基橙量最大,并且[Ni(tib)(mpda)(H2O)2]·H2O表面的ζ电位说明其表面呈正电荷,故此吸附作用力主要为静电相互作用;热力学研究说明该吸附是自发的放热熵减过程。
  • 牛雅琳, 江鹏, 郭天瑛
    离子交换与吸附. 2024, 40(02): 115-126. https://doi.org/10.16026/j.cnki.iea.2024020115
    有机磷酸酯毒剂是农业生产中被广泛使用的农药,也是战场上被违法滥用的化武毒剂,其自降解速率极慢,在环境中的积累会对人类及其他动物的生命安全构成严重威胁。分子印迹聚合物人工酶具有优良的物理化学稳定性,在有机磷酸酯毒剂催化清除上具有广阔的应用前景,是当前的研究热点。文章首先介绍分子印迹聚合物人工酶催化降解有机磷酸酯毒剂的基本原理,重点阐述了近年来分子印迹聚合物人工酶作为一种人工磷酸酯酶在组成、结构、材料形貌设计以及催化降解有机磷酸酯方面的研究进展。
  • 张劝华, 肖春英, 刘大鑫, 鞠博, 张中慧, 翟玲娟, 耿谦
    离子交换与吸附. 2024, 40(03): 227-236. https://doi.org/10.16026/j.cnki.iea.2024030227
    文章阐述了金属有机框架MOF-808的合成及其在化学防护领域的应用,包括有毒工业化学品的吸附、化学战剂的吸附和降解、吸附剂再生等方面;总结了MOF-808在化学防护领域面临的挑战以及未来的研究方向,如提升材料的稳定性、功能化修饰、规模化生产以及加工成型等。研究结果不仅有助于深入理解MOF-808的合成与应用,也为化学防护领域提供了新的材料选择和发展方向。